n 1 2 3 4 5
RI 0,00 0,00 0,52 0,90 1,12
λmax đƣợc tính theo cơng thức sau:
1 2 1 1 1 ax 11 22 1 = ..... n n n n n nn n n n m nn w w w n w w w
Kết quả đƣợc chấp nhận khi giá trị tỷ số nhất quán CR < 0,1 hay <10%. Nếu
CR lớn hơn thì cần phải phải thực hiện lại so sánh cặp đôi để thay đổi mức độ ảnh
hƣởng của nhân tố sinh thái đến nguy cơ cháy rừng.
Bước 3. Xây dựng các lớp nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến nguy cơ cháy rừng
– Xây dựng lớp dữ liệu khí hậu;
– Xây dựng lớp dữ liệu thực vật rừng che phủ;
– Xây dựng lớp dữ liệu đai cao, hƣớng dốc và độ dốc; – Xây dựng lớp dữ liệu tiếp cận giao thông và dân cƣ; – Xây dựng lớp dữ liệu về thủy văn.
Bước 4. Xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng
Tích hợp các lớp nhân tố sinh thái, tính chỉ số phân cấp nguy cơ cháy rừng (SI) trong phần mềm chuyên dụng GIS theo phƣơng trình (2.6).
51 1 1 W m n i j SI jXij Cj (2.6)
trong đó SI là chỉ số phân cấp vùng nguy cơ cháy rừng; Wj là trọng số chỉ mức độ quan trọng của nhân tố thứ j; Xij là điểm thích hợp của lớp thứ i trong nhân tố thứ j;
n là số lƣợng các nhân tố đƣợc xem xét cho mục tiêu xác định phân vùng nguy cơ
cháy rừng; m là số nhân tố sinh thái giới hạn; Cj là giá trị của nhân tố sinh thái giới hạn thứ j và nhận giá trị bằng 0.
Bản đồ phân vùng nguy cơ cháy đƣợc xây dựng dựa trên cơ sở phân tích chỉ số tổng hợp SI cho từng vị trí/địa điểm. Chỉ số này đƣợc phân ra 5 phân hạng phân cấp: 1) Ít nguy cơ cháy rừng, 2) Nguy cơ cháy Thấp, 3) Nguy cơ cháy Trung bình, 4) Nguy cơ cháy Cao và 5) Nguy cơ cháy Rất cao.
Bảng 2.3. Điểm phân cấp nguy cơ cháy rừng theo các chỉ tiêu được lựa chọn
STT C ỉ ầ o C ỉ /K o ị Đ ểm P â ủ o N ơ
1 Hiện trạng
Rừng trồng thông. 5 Cấp 5 Rất cao Lau lách, cây bụi rải rác,
bãi cát cây rải rác 4 Cấp 4 Cao Rừng trồng pạch đàn, keo,
lim, cây bụi thƣờng xanh. 3 Cấp 3 Trung bình Trảng cỏ thấp, phi lao,
rừng thƣa trên đất trơ sỏi đá, cây trồng nông
nghiệp.
2 Cấp 2 Thấp
Rừng tự nhiên, đất khác. 1 Cấp 1 Ít nguy cơ cháy rừng
2 Nhiệt độ
>37 °C 5 Cấp 5 Rất cao
27–37 °C 4 Cấp 4 Cao
24–27 °C 3 Cấp 3 Trung bình
22–24 °C 2 Cấp 2 Thấp
<22 °C 1 Cấp 1 Ít nguy cơ cháy rừng
3 Chỉ số khô hạn
Rất khô 5 Cấp 5 Rất cao
Khô 4 Cấp 4 Cao
Hơi khô 3 Cấp 3 Trung bình
Ẩm 2 Cấp 2 Thấp
52 STT C ỉ ầ o C ỉ /K o ị Đ ểm P â ủ o N ơ 4 Tiếp cận (khoảng cách giao thông và dân cƣ) <500 m 5 Cấp 5 Rất cao 500–1.000 m 4 Cấp 4 Cao 1.000–1.500 m 3 Cấp 3 Trung bình 1.500–2000 m 2 Cấp 2 Thấp
>2000 m 1 Cấp 1 Ít nguy cơ cháy rừng
6 Thủy văn
>800 m 5 Cấp 5 Rất cao
600–800 m 4 Cấp 4 Cao
400–600 m 3 Cấp 3 Trung bình
200–400 m 2 Cấp 2 Thấp
≤200 m 1 Cấp 1 Ít nguy cơ cháy rừng
7 Độ cao địa hình ≤100 m 5 Cấp 5 Rất cao 100–400 m 4 Cấp 4 Cao 400–800 m 3 Cấp 3 Trung bình 800–1.200 m 2 Cấp 2 Thấp
>1.200 m 1 Cấp 1 Ít nguy cơ cháy rừng
8 Độ dốc địa hình 0–5° 5 Cấp 5 Rất cao 5–15° 4 Cấp 4 Cao 15–25° 3 Cấp 3 Trung bình 25–35° 2 Cấp 2 Thấp
>35° 1 Cấp 1 Ít nguy cơ cháy rừng
9 Hƣớng phơi
Tây Nam và Tây 5 Cấp 5 Rất cao Đông Nam, Nam và
Tây Bắc 4 Cấp 4 Cao
Đông 3 Cấp 3 Trung bình
Bắc 2 Cấp 2 Thấp
Bằng và Đông Bắc 1 Cấp 1 Ít nguy cơ cháy rừng
– Xây dựng bản đồ nguy cơ cháy rừng
Sau khi tính tốn trọng số phù hợp của các nhân tố chính và phụ ảnh hƣởng đến nguy cơ cháy rừng, tiến hành xây dựng từng lớp bản đồ riêng biệt từng nhân tố với cơ sở dữ liệu là điểm phù hợp cho từng tiêu chí đó. Với các lớp bản đồ từng
53
nhân tố đƣợc thiết lập, tiến hành tích hợp các lớp bản đồ trong phần mềm ArcGIS, từ đó tính ra tổng điểm và thiết lập bản đồ nguy cơ cháy rừng ở tỉnh Quảng Bình.
54
CHƢƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI LIÊN QUAN ĐẾN CHÁY RỪNG RỪNG
3.1.1. Đ ệ liên quan ừ
– Vị trí địa lý: Quảng Bình có giới hạn vĩ độ từ 17 °05’đến 18 °05’ vĩ độ Bắc, kinh độ từ 105 °36’ đến 106 °59’ độ kinh Đơng. Đây là khu vực nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên nền nhiệt độ cao. Đặc điểm này đã quy định chế độ khí hậu Quảng Bình có mùa Đơng lạnh, hanh khơ và mùa hè nóng bức kèm theo đó là ảnh hƣởng mạnh mẽ của gió Tây Nam. Do đó, tác động mạnh mẽ đến khả năng xảy ra cháy rừng cháy rừng ở địa phƣơng.
– Độ cao: điều kiện địa hình có sự phân hóa mạnh từ Đơng sang Tây. Khu vực có độ cao trung bình lớn nhất tồn tỉnh là các huyện Minh Hóa, Tun Hóa, Bố Trạch. Khu vực có độ cao thấp nhất là các huyện Lệ Thủy và Quảng Ninh. Độ cao giảm dần từ Tây sang Đơng, độ cao Quảng Bình có sự phân hóa mạnh, là một nhân tố quan trọng gây nên sự phân hóa về điều kiện thời tiết, khí hậu, thổ nhƣỡng từ đó dẫn đến sự phân hóa cháy rừng trong tồn tỉnh.
– Độ dốc: có sự phân hố thành các khu vực, những vùng trung du và đồng bằng ven biển có độ cao nhỏ nhất, thƣờng dƣới 8 °, chúng liên kết với nhau tạo thành dải hẹp theo hƣớng Bắc – Nam. Độ dốc khác nhau ở các khu vực đã góp phần tạo nên những kiểu thảm thực vật khác nhau, ảnh hƣởng đến nguy cơ cháy rừng và khả năng phòng chống cháy rừng. Đây là một trong những nhân tố quan trọng ảnh hƣởng đến nguy cơ cháy rừng.
– Hƣớng phơi: do chủ yếu phân bố của các dãy núi cao chạy theo hƣớng Bắc – Nam và sự phân hoá độ cao trong khu vực nên phần lớn lãnh thổ Quảng Bình thuộc hƣớng Đơng. Tuy nhiên, lại chịu tác động mạnh bởi nguyên lý của sƣờn Đông và Tây Trƣờng Sơn nên bức xạ nhiệt cao, khơ nóng gay gắt. Đây cũng là nhân tố liên quan đến nguy cơ cháy rừng ở các khu vực trong tỉnh.
– Đặc điểm thời tiết, khí hậu
Theo số liệu cơ quan Khí tƣợng thủy văn Quảng Bình và Niên giám thống kê Quảng Bình qua các năm cho thấy diễn biến thời tiết. khí hậu trong thời gian 15 năm (2003 – 2018) đƣợc tổng hợp ở Bảng 3.1.
55
Bảng 3.1. Đặc điểm các yếu tố khí tượng Quảng Bình trong 15 năm
(giai đoạn 2003 – 2018) Tháng N ệ ộ (oC) Mƣa (mm) Số ờ ắ ( ờ) Độ ẩm (%) Bố ơ (mm) TB Tối cao TB Tối thấp TB Lƣợ mƣa Số mƣa 1 19,5 19,9 12,5 36,5 11 94 88 52,5 2 20,0 22,8 12,9 15,16 12 68 89 42,7 3 22,0 23,9 15,1 32,28 11 103 90 50,5 4 25,5 28,9 18,8 42,52 10 163 86 79,2 5 28,1 31,5 21,6 76,8 11 197 80 111,5 6 30,1 32,2 24,8 62,02 6 219 71 164,9 7 30,0 33,0 24,4 133,18 7 208 71 178,2 8 29,2 34,3 23,8 163,82 11 199 75 143,8 9 27,1 33,3 21,1 475,94 17 136 85 81,9 10 25,7 27,9 19,1 695,96 19 139 87 74,5 11 22,8 25,1 16,2 141,54 15 102 85 74,5 12 19,8 24,1 13,1 68,5 15 70 86 61,9 C ăm 24,9 28,1 18,6 1.944,2 145 1.698 83 1.116,1
“Nguồn: Trung tâm khí tƣợng thủy văn ở tỉnh Quảng Bình, 2018 Kết quả Bảng 3.1 cho thấy, Quảng Bình nằm trong vùng đới khí hậu gió mùa chí tuyến á nhiệt đới nóng ẩm nên khí hậu mang tính chất chuyển tiếp giữa Miền Bắc và Miền Nam. Khí hậu Quảng Bình nhìn chung khắc nghiệt, thể hiện qua chế độ nhiệt, độ ẩm, lƣợng mƣa, hƣớng gió... mùa mƣa thì độ ẩm rất cao, mùa khơ thì
56
khí hậu nóng, hạn hán và đặc biệt là gió Tây Nam đã tác động mạnh mẽ đến nguy cơ cháy rừng vào mùa nắng nóng.
– Sự thay đổi nền nhiệt của lớp phủ thực vật
Xây dựng bản đồ tính tốn nhiệt độ bề mặt, đặc biệt là các trạng thái rừng sẽ có tác dụng đến việc dự đốn tiến trình biến đổi độ ẩm vật liệu cháy, dự báo nguy cơ cháy rừng, đây là cơ sở quan trọng trong việc xác định điểm cháy, cƣờng độ cháy có thể xảy ra. Mỗi khu vực trong tỉnh Quảng Bình có biên độ nhiệt khác nhau, do đó để tính nhiệt độ lớp phủ thực vật nghiên cứu sử dụng thuật tốn tính nhiệt bề mặt dựa vào kênh 10, giá trị Radian, nhiệt độ Kenvil, sau đó chuyển qua nhiệt độ Celsius. Kết quả nghiên cứu xác định đƣợc nhƣ sau:
Nhiệt độ bề mặt năm 2003 trên ảnh Landsat 7 ở tỉnh quảng Bình là 20,1 °C, nhiệt độ cao nhất là 32,2 °C, thấp nhất là 12,5 °C (hình a)
Trên ảnh Landat 8 năm 2016, kết quả tính đƣợc nhiệt độ thấp nhất là 6,0 °C, và nhiệt độ cao nhất là 38,4 °C, nhiệt độ bình quân năm là 28,9 °C (hình b).
a) b)
Hình 3.1. Bản đồ phân bố nhiệt độ bề mặt đất ở tỉnh Quảng Bình
(a: tháng 4 năm 2003 và b: tháng 4 năm 2016)
Hình 3.1 cho thấy, sự phân bố theo màu của nhiệt độ bề mặt đất so với các kiểu thảm phủ là khác nhau. Các vùng đất cát ven biển thuộc các huyện Quảng
57
Trạch, Bố Trạch, Quảng Ninh, Lệ Thuỷ, thị xã Ba Đồn và thành phố Đồng Hới có màu đỏ thẩm, nhiệt độ cao nhất 26 °C – 38 °C. Lớp phủ thực vật chủ yếu là các loại rừng trồng trên cát nhƣ Phi lao, Keo, các trảng cỏ và cát và các hồ, ao nuôi trồng thuỷ sản. Tại những vùng này, độ che phủ của rừng thấp nên bức xạ nhiệt rất cao, kết hợp với gió biển làm cho vật liệu cháy khơ rất nhanh. Do đó nguy cơ xảy ra cháy rừng tại các vùng ven biển rất cao.
Các khu công nhiệp, vùng đất núi trơ sỏi đá, vùng dân cƣ, bãi đất trống thể hiện ở màu vàng cam có nhiệt độ biến động từ 24 °C – 26 °C. Nguyên nhân là do vật liệu mái nhà bằng tôn cộng với năng lƣợng nhiệt phát ra từ hoạt động sản xuất, bức xạ nhiệt của đất trống khá lớn. Đa số những vùng này phân bố đều ở các vùng nhƣ: thành phố Đồng Hới, huyện Quảng Ninh, Lệ Thủy và một phần của huyện Quảng Trạch.
Những vùng có màu xanh lơ nằm trong biên độ nhiệt từ 22 °C – 24 °C phân bố đều trên địa bàn tỉnh, thành phần lớp phủ chủ yếu là rừng trồng, đất trống cây bụi, đất trống trảng cỏ, đất trống có cây gỗ rải rác và đôi khi xen lẫn những vùng đất trống có lớp phủ là rừng tự nhiên nghèo kiệt, các loại rừng trồng nhƣ Bạch đàn, Keo, Thông nhựa. Đây là các đối tƣợng thƣờng phân bố gần đƣờng giao thông, gần khu dân cƣ (phân bố nhiều ở vùng Tuyên Hóa, Minh Hóa, Quảng Ninh, Đồng Hới và Lệ Thuỷ) rất dễ xảy ra nguy cơ cháy vào mùa nóng cao điểm. Do vậy, đây là căn cứ để quy hoạch biện pháp quản lý cháy rừng.
Vùng màu xanh dƣơng đến xanh lá cây có biên độ nhiệt từ 20 °C – 22 °C, đặc trƣng cho kiểu thảm này chủ yếu là các trạng thái rừng tự nhiên có mật độ cao nhƣ rừng tự nhiên thƣờng xanh có trữ lƣợng giàu, rừng tự nhiên thƣờng xanh có trữ lƣợng trung bình, các trạng thái rừng giàu trên núi đá vơi. Những khu vực này có có nguy cơ cháy rừng thấp hơn so với các vùng khác.
58
Bảng 3.2. Phân bố nhiệt độ bề mặt đất năm 2003 và 2016 ở tỉnh Quảng Bình
TT Thang ệ ộ (oC) Năm 2003 Năm 2016 D ệ (ha) Tỷ ệ (%) D ệ (ha) Tỷ ệ (%) 1 6–20 245,29 0,04 2 20–22 148.388,83 18,40 80.499,17 9,98 3 22–24 370.674,63 45,96 290.539,59 36,02 4 24–26 245.103,30 30,39 34.7806,26 43,12 5 26–38 42.358,33 5,25 87.436,69 10,84 Tổ 806.527 100 806.527 100
Kết quả Bảng 3.2 cho thấy, năm 2003 diện tích tỉnh Quảng Bình rừng chủ yếu tập trung vào khoảng nhiệt độ từ 22 °C – 24 °C (370.674,63 ha), chiếm gần 50% tổng diện tích tự nhiên tồn tỉnh. Diện tích này tập trung nhiều ở xã Trƣờng Sơn, Trƣờng Xuân huyện Quảng Ninh; các xã Lâm Thủy, Kim Thủy, Ngân Thủy huyện Lệ Thủy, huyện Bố Trạch và các xã thuộc huyện Minh Hóa với đặc trƣng của lớp phủ chủ yếu là rừng tự nhiên, rừng trồng (Keo, Cao su của các Lâm Trƣờng và hộ gia đình) và các thảm cây bụi. Mặc dù chiếm diện tích lớn nhƣng với khoảng nhiệt độ này thì nguy cơ cháy rừng xảy ra không cao. Khoảng nhiệt độ từ 26 °C – 38 °C diện tích rừng chiếm 5,25%, nhƣng đây là diện tích có nguy cơ xảy ra cháy rừng lớn và cấp cháy cao. Diện tích này phân bố tập trung nhiều ở các xã ven biển và trung du các huyện Lệ Thủy, Quảng Ninh, thành phố Đồng Hới, Bố Trạch và Quảng Trạch, với đặc trƣng lớp phủ chủ yếu là rừng trồng.
Năm 2016, diện tích rừng trong phạm vi nhiệt độ 22 °C – 24 °C đã giảm từ 370.674,63 ha xuống cịn 290.539,59 ha. Diện tích ở phạm vi nhiệt độ 24 °C – 26 °C tăng 12,73%. Đáng lƣu ý là diện tích rừng có nguy cơ cháy cao năm trong phạm vi nhiệt độ 26 °C – 38 °C tăng hơn gấp 2 lần (5,59%), phần lớn diện tích này chủ yếu là rừng trồng Keo trên cát, rừng trồng Phi lao, các thảm cỏ khô; phân bố ở các xã ven biển thuộc các huyện Bố Trạch, thành phố Đồng Hới, Quảng Ninh và Lệ Thủy. Trong đó, huyện Lệ Thủy và Quảng Ninh có tập trung mật độ lớn các thảm
59
thực vật có nguy cơ xảy ra cháy nhất khi nhiệt độ tăng vào mùa nắng nóng, nên các năm trƣớc đây đã xảy ra nhiều vụ cháy rừng trên địa bàn này. Do đó, trong cơng tác quy hoạch quản lý cháy rừng thì đây là diện tích đáng đƣợc quan tâm nhất.
+ Đánh giá sự thay đổi nhiệt độ giai đoạn 2003 – 2016
Phân tích biến động sự thay đổi nhiệt độ dựa trên chu chuyển qua lại lẫn nhau giữa các mức độ nhiệt độ bề mặt đất ảnh hƣởng đến nguy cơ cháy rừng ở tỉnh Quảng Bình. Sử dụng chức năng phân tích thơng kê của phần mềm xử lý ảnh viễn thám ENVI và kỹ thuật GIS để xác định phạm vi mức độ biến động sự thay đổi nhiệt độ bề mặt dựa trên cơ sở phân tích kênh nhiệt tƣ liệu ảnh Landsat giai đoạn từ 2003 đến 2016 đƣợc thể hiện tại Bảng 3.3 và Hình 3.2.
Bảng 3.3. Ma trận biến động sự thay đổi nhiệt độ giai đoạn 2003–2016
2016 2003 6 °C –20 °C 20 °C –22 °C 22 °C –24 °C 24 °C –26 °C 26 °C –38 °C Tổ 2003 6 °C–20 °C – – – – – – 20 °C–22 °C – 42.660 70.012,44 34.770 948,3 148.390,74 22 °C–24 °C – 17.350 122.311,77 187.077,55 43.935,31 370.674,63 24 °C–26 °C 245,29 18.246,90 93.359,35 106,659.62 26.592,14 245.103,30 26 °C–38 °C – 239,90 2.487,42 13,301.79 26.329,22 42.358,33 Tổ 2016 245,29 78.496,80 288.170,98 341.808,96 97.804,97 806.527,00
60
Hình 3.2. Bản đồ biến động sự thay đổi nhiệt độ từ năm 2003 đến 2016
Qua Bảng 3.3 và Hình 3.2 đã chỉ ra sự khác biệt về phạm vi và nền nhiệt của giai đoạn 2003 và 2016. So sánh phạm vi nhiệt và ngƣỡng nhiệt cho thấy, hầu nhƣ khơng có sự chuyển các mức nhiệt từ 6 °C – 20 °C tới 26 °C – 38 °C, từ 20 °C – 22 °C xuống 6 °C – 20 °C, từ 22 °C – 24 °C xuống 20 °C – 22 °C, từ 22 °C – 24 °C xuống 6 °C – 20 °C, từ 26 °C – 38 °C xuống 22 °C – 24 °C, từ 26 °C – 38 °C xuống 20 °C – 22 °C, từ 26 °C – 38 °C xuống 6 °C – 20 °C, chỉ có biến động rất nhỏ (245,29 ha) diện tích từ phạm vi có nhiệt độ chuyển từ mức 24 °C – 26 °C xuống 6 °C – 20 °C (năm 2016). Trong khi đó, phạm vi có nhiệt độ 20 °C – 22 °C chuyển